專利名稱：一種電主軸性能測試臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)床部件的性能測量裝置，具體涉及一種電主軸性能測試臺。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代加工向高速化的迅速發(fā)展，對機(jī)床主軸的要求越來越高，電主軸(又稱內(nèi)裝式主軸單元)具有結(jié)構(gòu)緊湊、高速、高精度的特點(diǎn)，已成為高速加工機(jī)床的重要功能部件之一，其用途已由內(nèi)圓磨削加工向鉆、銑、鏜、車、外圓磨削等多種加工方向發(fā)展。電主軸正在形成一個標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，用戶對電主軸的性能要求越來越嚴(yán)格，迫切需要生產(chǎn)廠家提供詳細(xì)可靠的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等性能參數(shù)，生產(chǎn)廠家也需要完整的試驗(yàn)檢測裝置來保證電主軸的生產(chǎn)質(zhì)量，以檢測準(zhǔn)確詳細(xì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證設(shè)計(jì)。但由于電主軸調(diào)速范圍廣、轉(zhuǎn)速高達(dá)IOOOOOrpm以上，故測試難度大。目前電主軸性能參數(shù)檢測是將電主軸直接與測功機(jī)連接進(jìn)行測量，但現(xiàn)有測功機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為30000rpm，所以難以滿足高速電主軸的測量要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便， 測試結(jié)果準(zhǔn)確，并能測量高轉(zhuǎn)速的電主軸性能測試臺。本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的該電主軸性能測試臺，用于測試電主軸的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；它包括一個水平放置的安裝平臺，在安裝平臺上固定有一個升降平臺和一個能前后、左右移動的十字平臺，在升降平臺和十字平臺上均固連有V 型安裝架；加載電主軸安裝于升降平臺的V型安裝架上，被測電主軸安裝在十字平臺的V型安裝架上；一彈性軸的兩端分別與加載電主軸和被測電主軸的輸出端連接，并使加載電主軸、被測電主軸和彈性軸處在同一軸線上；在彈性軸兩端的外圓周表面上的對稱位置處，用反光材料均勻噴涂若干形狀相同的反光條紋；在彈性軸的一側(cè)安裝有聚焦鏡頭安裝架，聚焦鏡頭安裝架上與彈性軸兩端的反光條紋相對應(yīng)位置處則安裝有光纖聚焦鏡頭；所述加載電主軸與能量回饋裝置相連，并由其控制調(diào)節(jié)載荷；所述被測電主軸與變頻裝置相連，并由其控制試驗(yàn)檢測轉(zhuǎn)速；所述光纖聚焦鏡頭通過光電開關(guān)與測量電路相連。具體地說，所述彈性軸與加載電主軸和被測電主軸之間的連接采用錐度定位和螺紋連接的方式。所述升降平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)上下移動；所述十字平臺包括橫平臺和豎平臺， 橫平臺位于豎平臺之上并相互成十字交叉形，橫平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)左右移動，豎平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)前后移動。本實(shí)用新型采用光電檢測技術(shù)測量，通過變頻裝置控制被測電主軸的試驗(yàn)檢測轉(zhuǎn)速，由能量回饋裝置控制加載電主軸施加不同大小的載荷以適應(yīng)被測電主軸不同轉(zhuǎn)速測試的載荷要求，實(shí)時檢測被測電主軸在不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率等性能參數(shù)。本實(shí)用新型通過升降平臺和十字平臺配合可進(jìn)行三維調(diào)整，以滿足被測電主軸、加載電主軸和彈性軸的安裝同軸度。因此，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測量準(zhǔn)確、并能通過光電檢測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)速測量的特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。參見圖1，本實(shí)施例包括水平放置的安裝平臺9，在安裝平臺9上固定有升降平臺 3和十字平臺7，在升降平臺和十字平臺上均固連有V型安裝架2。結(jié)合圖2，升降平臺3采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)上下移動，十字平臺7包括橫平臺和豎平臺，橫平臺位于豎平臺之上并相互成十字交叉形，橫平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)左右移動，豎平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)前后移動。 安裝平臺9為安裝其上的設(shè)備提供高精度的平面基準(zhǔn)。由圖可見，加載電主軸1安裝于升降平臺3的V型安裝架2上，被測電主軸8安裝在十字平臺7的V型安裝架2上，以確保外形呈圓柱狀的加載電主軸1和被測電主軸8的可靠固定及其轉(zhuǎn)動軸線的自動對中。彈性軸5的兩端分別與加載電主軸1和被測電主軸8 的輸出端連接，為保證三軸的連接同軸度，接頭采用錐度定位和螺紋連接的方式。在實(shí)施加載電主軸1、被測電主軸8和彈性軸5的連接時，升降平臺3和十字平臺7配合，對加載電主軸1和被測電主軸8的相對位置進(jìn)行三維調(diào)節(jié)，保證加載電主軸1、被測電主軸8和彈性軸5的順利同軸對接。在彈性軸5兩端的外圓周表面上的對稱位置處，用反光材料均勻噴涂若干形狀相同的反光條紋；在彈性軸5的一側(cè)安裝有聚焦鏡頭安裝架4，聚焦鏡頭安裝架 4上與彈性軸兩端的反光條紋相對應(yīng)位置處則安裝有光纖聚焦鏡頭6，由光纖聚焦鏡頭6內(nèi)含的調(diào)整裝置調(diào)節(jié)其與彈性軸5兩端反光條紋的相對位置，保證反光信號的可靠采集。加載電主軸1與能量回饋裝置相連，并由其控制調(diào)節(jié)載荷，以適應(yīng)被測電主軸8不同轉(zhuǎn)速測試時的載荷的要求。被測電主軸8與變頻裝置相連，并由其控制試驗(yàn)檢測轉(zhuǎn)速。光纖聚焦鏡頭6通過光電開關(guān)與測量電路相連，當(dāng)彈性軸5轉(zhuǎn)一圈時，光纖聚光鏡頭6采集彈性軸5兩端反光條紋的反光信號并傳輸至光電開關(guān)，光電開關(guān)輸出相應(yīng)的脈沖信號，通過測量電路的處理，可得到轉(zhuǎn)速；當(dāng)彈性軸5承受轉(zhuǎn)矩而發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時，彈性軸5兩端的反光條紋會發(fā)生與扭轉(zhuǎn)變形相應(yīng)的錯位，則光電開關(guān)產(chǎn)生的兩路脈沖信號也將發(fā)生與扭轉(zhuǎn)變形相對應(yīng)的相位差，通過測量電路的處理，可得到轉(zhuǎn)矩。本實(shí)用新型的電主軸性能測試臺的實(shí)施過程如下在安裝平臺9上固定帶有V型安裝架2的升降平臺3和十字平臺7，將加載電主軸 1和被測電主軸8分別固定在升降平臺3和十字平臺7的V型安裝架2上，并用彈性軸5將加載電主軸1和被測電主軸8的輸出軸連接在一起，通過升降平臺3和十字平臺7的配合進(jìn)行三維調(diào)整，使三者嚴(yán)格同軸。通過調(diào)整固定在安裝平臺9上的聚焦鏡頭安裝架4的位置，使光纖聚焦鏡頭6與彈性軸5的反光條紋相對應(yīng)，同時轉(zhuǎn)動光纖聚焦鏡頭6內(nèi)的調(diào)整裝置，使其與彈性軸5的反光條紋保持合適的距離。被測電主軸8由變頻裝置控制試驗(yàn)檢測轉(zhuǎn)速，加載電主軸1由能量回饋裝置控制調(diào)節(jié)載荷，以適應(yīng)被測電主軸不同轉(zhuǎn)速測試時的載荷的要求。當(dāng)被測電主軸8轉(zhuǎn)動時，彈性軸5和加載電主軸1同步轉(zhuǎn)動，光纖聚焦鏡頭6采集彈性軸5兩端反光條紋的反光信號并傳輸至光電開關(guān)，光電開關(guān)輸出相應(yīng)的脈沖信號，通過測量電路的處理，可得到被測電主軸 8轉(zhuǎn)速；由于測試中加載電主軸1在能量回饋裝置控制下施加載荷，使得彈性軸5承受轉(zhuǎn)矩而發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，彈性軸5兩端的反光條紋會發(fā)生與扭轉(zhuǎn)變形相應(yīng)的錯位，則光電開關(guān)產(chǎn)生的兩路脈沖信號也將發(fā)生與扭轉(zhuǎn)變形相對應(yīng)的相位差，通過測量電路的處理，可得到被測電主軸8在該轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而可計(jì)算出相應(yīng)的輸出功率。 另外，在測試臺上安裝相應(yīng)的傳感器，還可測試被測電主軸8運(yùn)行中的溫度、噪聲和振動等性能參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種電主軸性能測試臺，用于測試電主軸的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其特征在于它包括一個水平放置的安裝平臺，在安裝平臺上固定有一個升降平臺和一個能前后、左右移動的十字平臺，在升降平臺和十字平臺上均固連有V型安裝架；加載電主軸安裝于升降平臺的V 型安裝架上，被測電主軸安裝在十字平臺的V型安裝架上；一彈性軸的兩端分別與加載電主軸和被測電主軸的輸出端連接，并使加載電主軸、被測電主軸和彈性軸處在同一軸線上； 在彈性軸兩端的外圓周表面上的對稱位置處，用反光材料均勻噴涂若干形狀相同的反光條紋；在彈性軸的一側(cè)安裝有聚焦鏡頭安裝架，聚焦鏡頭安裝架上與彈性軸兩端的反光條紋相對應(yīng)位置處則安裝有光纖聚焦鏡頭；所述加載電主軸與能量回饋裝置相連，并由其控制調(diào)節(jié)載荷；所述被測電主軸與變頻裝置相連，并由其控制試驗(yàn)檢測轉(zhuǎn)速；所述光纖聚焦鏡頭通過光電開關(guān)與測量電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電主軸性能測試臺，其特征在于所述彈性軸與加載電主軸和被測電主軸之間的連接采用錐度定位和螺紋連接的方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電主軸性能測試臺，其特征在于所述升降平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)上下移動；所述十字平臺包括橫平臺和豎平臺，橫平臺位于豎平臺之上并相互成十字交叉形，橫平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)左右移動，豎平臺采用絲桿方式實(shí)現(xiàn)前后移動。
專利摘要本實(shí)用新型屬于機(jī)床部件的性能測量裝置，具體涉及一種電主軸性能測試臺。本實(shí)用新型包括一個安裝平臺，在安裝平臺上固定一個升降平臺和一個十字平臺，加載電主軸安裝于升降平臺的V型安裝架上，被測電主軸安裝在十字平臺的V型安裝架上；一彈性軸的兩端分別與加載電主軸和被測電主軸的輸出端連接，在彈性軸兩端的外圓周表面上的對稱位置處，用反光材料均勻噴涂若干形狀相同的反光條紋；在彈性軸一側(cè)的聚焦鏡頭安裝架上安裝有光纖聚焦鏡頭；加載電主軸與能量回饋裝置相連，被測電主軸與變頻裝置相連，光纖聚焦鏡頭通過光電開關(guān)與測量電路相連。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測量準(zhǔn)確、并能通過光電檢測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)速測量的特點(diǎn)。
文檔編號G01M13/00GK202083548SQ20112017511
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者余以道, 王立勇 申請人:湖南科技大學(xué)